JP2730465B2 - Light control device and manufacturing method thereof - Google Patents

Light control device and manufacturing method thereof

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JP2730465B2 JP5322506A JP32250693A JP2730465B2 JP 2730465 B2 JP2730465 B2 JP 2730465B2 JP 5322506 A JP5322506 A JP 5322506A JP 32250693 A JP32250693 A JP 32250693A JP 2730465 B2 JP2730465 B2 JP 2730465B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 電気光学効果を有するLiNb
3 あるいはLiTaO 3 基板中に形成された光導波路
を用いて制御を行う光制御デバイス及びその製造方法
BACKGROUND OF THE INVENTION LiNb having electro-optic effect
Optical waveguide formed in O 3 or LiTaO 3 substrate
CONTROL DEVICE PERFORMING CONTROL USING CONTROL METHOD AND ITS MANUFACTURING METHOD

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムの実用化に伴い、更に大
容量で多機能の高度なシステムが求められており、より
高速の光信号の発生や光伝送路の切り替え、交換等の新
たな機能の付加が必要とされている。現在の実用光通信
システムでは、光信号は直接半導体レーザや発光ダイオ
ードの注入電流を変調することによって得られている
が、直接変調では緩和振動の効果、波長チャーピングの
発生等のため数GHz以上の高速変調が難しいこと、波
長変動が発生するためコヒーレント光伝送方式には適用
が難しい等の欠点がある。これを解決する手段として
は、外部変調器を使用する方法があり、特に電気光学結
晶基板中に形成された光導波路により構成される導波型
の光変調器は小型、高効率、高速という特長がある。
2. Description of the Related Art With the practical use of optical communication systems, higher capacity and more sophisticated systems have been demanded, and new functions such as higher-speed generation of optical signals and switching and switching of optical transmission paths have been demanded. Is required. In the current practical optical communication system, an optical signal is obtained by directly modulating the injection current of a semiconductor laser or a light emitting diode. However, in direct modulation, a frequency of several GHz or more is used due to the effect of relaxation oscillation and wavelength chirping. Are difficult to apply to the coherent optical transmission system due to the difficulty in high-speed modulation of the optical transmission and wavelength fluctuation. As a means to solve this, there is a method using an external modulator. In particular, a waveguide type optical modulator composed of an optical waveguide formed in an electro-optic crystal substrate is characterized by its small size, high efficiency, and high speed. There is.

【0003】一方、光伝送路の切り替えやネットワーク
の交換機能を得る手段としては、光スイッチが使用され
ている。現在実用化されている光スイッチはプリズム、
ミラー、ファイバ等を機械的に移動させた光路を切り替
えるものであり、低速であること、形状が大きくマトリ
クス化に不適等の欠点がある。これを解決する手段とし
ても光導波路を用いた導波型の光スイッチの開発が進め
られており、高速、多素子の集積化が可能、高信頼等の
特長がある。特にニオブ酸リチウム(LiNbO3 )結
晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が小さく低
損失であること、大きな電気光学効果を有しているため
高効率である等の特長があり、方向性結合器型光変調器
あるいは光スイッチ、全反射型光スイッチ、マッハツェ
ンダ型光変調器等の種々の方式の光制御デバイスが報告
されている。
On the other hand, an optical switch is used as a means for obtaining a function of switching an optical transmission line and a function of switching a network. The optical switch currently in practical use is a prism,
It switches an optical path by mechanically moving a mirror, a fiber, and the like, and has disadvantages such as low speed, large shape, and unsuitability for matrix formation. As a means for solving this problem, a waveguide type optical switch using an optical waveguide is being developed, and has features such as high speed, integration of many elements, and high reliability. In particular, a device using a ferroelectric material such as lithium niobate (LiNbO 3 ) has features such as low light absorption and low loss, and high efficiency due to a large electro-optic effect. Various types of optical control devices such as a directional coupler type optical modulator or an optical switch, a total reflection type optical switch, and a Mach-Zehnder type optical modulator have been reported.

【0004】近年、この導波路型光スイッチの高密度集
積化の研究開発が盛んに行われており、西本らは電子情
報通信学会 OQE88−147において、LiNbO
3 基板を用いて方向性結合器型光スイッチを64素子集
積した8×8マトリクス光スイッチを報告している。。
一方、外部光変調器のような単一の光スイッチ素子かな
るデバイスの研究開発も盛んに進められている。このよ
うな光スイッチデバイスの特性項目には、スイッチング
電圧(電力)、クロストーク、消光比、損失、切り替え
速度、温湿度などの環境に対する動作の安定性、また電
圧の連続印加時における動作の安定性などがある。
In recent years, research and development on high-density integration of this waveguide type optical switch has been actively carried out. Nishimoto et al.
An 8 × 8 matrix optical switch in which 64 directional coupler optical switches are integrated using three substrates has been reported. .
On the other hand, research and development of devices including a single optical switch element such as an external optical modulator are also actively pursued. The characteristics of such an optical switch device include stability of operation with respect to the environment such as switching voltage (power), crosstalk, extinction ratio, loss, switching speed, temperature and humidity, and stability of operation when voltage is continuously applied. There is sex.

【0005】上述した特性項目の中でも安定動作は実用
において最も重要な点である。ここで従来の技術を図面
を用いて説明する。図2は光導波路2a、2bによる方
向性結合器を用いた従来の光スイッチの最終形態を示す
断面図である。
[0005] Among the characteristic items described above, stable operation is the most important point in practical use. Here, the prior art will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a final form of a conventional optical switch using a directional coupler composed of optical waveguides 2a and 2b.

【0006】図2において、電気光学効果を有するLi
NbO3 あるいはLiTaO3 基板1(今後、基板1と
呼ぶ)に形成された2本の光導波路2a、2bからなる
方向性結合器を含む基板1上にバッファ層4が装荷さ
れ、バッファ層4を介して主として金属材料からなる電
極6a,6bが光導波路2a、2bの上に形成される。
そして更に導電性膜7が装荷される。この導電性膜7は
サワキらの、クレオ(CLEO)‘86 MF−2、4
6ページの論文によれば、温度変動が発生した場合に強
誘電体が有する焦電効果により基板中に生ずる電荷の移
動による特性不安定化を防ぐ作用がある。すなわち、温
度の変動に対してのスイッチ動作の安定化の効果がある
と考えられており、Si膜が用いられている。
In FIG. 2, Li having an electro-optical effect is used.
A buffer layer 4 is loaded on a substrate 1 including a directional coupler composed of two optical waveguides 2a and 2b formed on an NbO 3 or LiTaO 3 substrate 1 (hereinafter referred to as a substrate 1). The electrodes 6a, 6b mainly made of a metal material are formed on the optical waveguides 2a, 2b through the intermediary.
Then, the conductive film 7 is further loaded. This conductive film 7 is made by Sawaki et al., CLEO '86 MF-2,4.
According to the paper on page 6, there is an effect of preventing the characteristic instability due to the movement of electric charges generated in the substrate due to the pyroelectric effect of the ferroelectric substance when the temperature fluctuates. That is, it is considered that there is an effect of stabilizing the switch operation with respect to temperature fluctuation, and a Si film is used.

【0007】また、バッファ層4は光導波路2a、2b
を伝搬する光が電極6a、6b及び導電性膜7に吸収さ
れるのを防ぐために用いられ、通常光に対して極めて吸
収の少ない絶縁体、特にSiO2 やAl2 3 が一般に
用いられる。なぜなら、これらの屈折率は電気光学効果
を有するLiNbO3 あるいはLiTaO3 基板1の屈
折率の約2.2より小さく、かつ、光の吸収がほとんど
無いためである。屈折率が小さい場合、電極6a、6b
及び導電性膜7での光の吸収を防ぐために必要なバッフ
ァ層4の厚さを屈折率が大きい場合より薄膜化できる。
スイッチング電圧を考えると、電極6a、6bに電圧を
印加した場合、通常バッファ層4の誘電率は基板1に比
べて小さいため電界がバッファ層4に集中、バッファ層
4の厚さが厚いほどスイッチング電圧は増大する。従っ
て、バッファ層4としては屈折率が小さく、かつ、光の
吸収が極めて小さいSiO2 が用いられる。
The buffer layer 4 is composed of the optical waveguides 2a, 2b
Is used to prevent the light propagating through the substrate from being absorbed by the electrodes 6a and 6b and the conductive film 7, and an insulator which absorbs very little light, especially SiO 2 or Al 2 O 3 is generally used. This is because these refractive indexes are smaller than the refractive index of the LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate 1 having the electro-optical effect of about 2.2 and there is almost no light absorption. When the refractive index is small, the electrodes 6a, 6b
In addition, the thickness of the buffer layer 4 necessary for preventing light absorption by the conductive film 7 can be made thinner than when the refractive index is large.
Considering the switching voltage, when a voltage is applied to the electrodes 6a and 6b, the electric field concentrates on the buffer layer 4 because the dielectric constant of the buffer layer 4 is usually smaller than that of the substrate 1, and the switching is performed as the thickness of the buffer layer 4 increases. The voltage increases. Therefore, SiO 2 having a small refractive index and extremely small light absorption is used as the buffer layer 4.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の光ス
イッチングにおいて、バッファ層4としてSiO2 を用
い、電極6aをアースとして電極6bに直流電圧を連続
印加すると、バッファ層4中のイオンが電界により移動
し各電極6a、6bの下には外部から印加した電圧の符
号とは逆のイオンが集まる。従って、電極6a、6bの
間は外部からの印加電圧で発生する基板中の電界に対し
て反電界が発生する。この反電界の大きさは時間と共に
イオンの総移動量が増加するため大きくなっていく。こ
の現象は一般にDCドリフトと呼ばれる。外部からの印
加電圧を一定としている場合、反電界が発生すると光導
波路に印加される電界が減少することになり特性劣化が
起こる。すなわち、時間と共に大きくなる反電界が発生
した場合、反電界が発生する前の特性に戻すためには反
電界をキャンセルさせる電圧を外部から印加しなければ
ならない。これはスイッチ動作の動作電圧点のシフトを
意味し、実用化するための大きな障害となる。また、こ
のイオンはバッファ層4の作製プロセスにおいて不純物
としてバッファ層4中に混入する。不純物イオンの中で
Na、Li、K等のアルカリ金属類はイオン化しやすく
可動イオンとしてバッファ層4中を容易に動くことが知
られこれらのイオンの侵入を防ぐ必要がある。しかし、
LiNbO3 あるいはLiTaO3 においては熱処理を
施したときに結晶表面からLi2Oが外部へ放出される
外拡散現象が生じるため、特に基板1の表面にバッファ
層4を形成する際熱処理を施すと、この外拡散によりバ
ッファ層4中にLi2 Oが混入しさらにLiイオンとな
ることによってデバイス作製後電界を印加した際にバッ
ファ層4中を動き反電界を形成し、DCドリフトの原因
となる。
In such conventional optical switching, when the buffer layer 4 is made of SiO 2 and the electrode 6a is grounded and a DC voltage is continuously applied to the electrode 6b, ions in the buffer layer 4 are converted into electric fields. And the ions having the opposite sign to the sign of the voltage applied from the outside gather under each of the electrodes 6a and 6b. Therefore, a counter-electric field is generated between the electrodes 6a and 6b with respect to the electric field in the substrate generated by an externally applied voltage. The magnitude of this anti-electric field increases with the increase in the total movement amount of ions with time. This phenomenon is generally called DC drift. When the voltage applied from the outside is constant, when an anti-electric field is generated, the electric field applied to the optical waveguide decreases, and the characteristics are deteriorated. That is, when an anti-electric field that increases with time is generated, a voltage for canceling the anti-electric field must be applied from the outside in order to return to the characteristics before the generation of the anti-electric field. This means a shift of the operating voltage point of the switch operation, which is a major obstacle for practical use. Further, these ions are mixed into the buffer layer 4 as impurities in the manufacturing process of the buffer layer 4. Among the impurity ions, alkali metals such as Na, Li and K are known to be easily ionized and move easily in the buffer layer 4 as mobile ions, and it is necessary to prevent the invasion of these ions. But,
In LiNbO 3 or LiTaO 3 , when heat treatment is performed, an external diffusion phenomenon occurs in which Li 2 O is released from the crystal surface to the outside. Therefore, when heat treatment is performed particularly when the buffer layer 4 is formed on the surface of the substrate 1, The Li 2 O is mixed into the buffer layer 4 due to the external diffusion and becomes Li ions. When the electric field is applied after the device is manufactured, the buffer layer 4 moves in the buffer layer 4 to form an anti-electric field, which causes a DC drift.

【0009】また、バッファ層をとりさってしまった構
造においては、光変調器などの高周波特性を必要とされ
るデバイスにおいて回路のインピーダンス整合設計が困
難となる問題があり、直接電極を基板に付加することは
デバイスの適用範囲を挟めることになる。
Further, in the structure in which the buffer layer is removed, it is difficult to design impedance matching of a circuit in a device requiring high frequency characteristics such as an optical modulator. Doing so will limit the application range of the device.

【0010】本発明の目的は従来の光制御デバイスに比
べ長期に渡って安定な動作が得られる光制御デバイスを
与えることにある。
An object of the present invention is to provide a light control device capable of obtaining a stable operation for a long time as compared with a conventional light control device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の光制御デバイス
の製造方法、電気光学効果を有するLiNbO3 ある
いはLiTaO3 基板に形成された光導波路、少なく
とも前記光導波路上に形成されたバッファ層、前記光導
波路近傍の前記バッファ層上に形成された電極からなる
導波路型の光制御デバイスの製造方法において、光導波
路上で他の領域よりも厚くなるように前記基板上に金属
膜又は半導体膜を形成したのち、酸化等により前記金属
膜又は半導体膜を前記光導波路上の一部を残して絶縁体
膜に変化させてバッファ層を形成することを特徴とす
る。また本発明の光制御デバイスは、電気光学効果を有
するLiNbO3 あるいはLiTaO3 基板と、前記
基板に形成された光導波路と、少なくとも前記光導波路
上に形成された絶縁体バッファ層と、前記光導波路近傍
の前記バッファ層上に形成された電極とからなる導波路
型の光制御デバイスにおいて、前記光導波路と前記バッ
ファ層の間の光導波路が形成された表面上のみに金属膜
又は半導体膜を有することを特徴とする。また本発明の
光制御デバイスは、電気光学効果を有するLiNbO3
あるいはLiTaO3 基板と、前記基板に形成された
複数の光導波路と、少なくとも前記光導波路上に形成さ
れた絶縁体バッファ層と、前記光導波路近傍の前記バッ
ファ層上に形成された電極とからなる導波路型の光制御
デバイスにおいて、前記バッファ層は光導波路ごとに分
離され、前記光導波路と前記バッファ層の間の光導波路
が形成された表面上のみに金属膜又は半導体膜を有する
ことを特徴とする。さらに光制御デバイスの製造方法
は、電気光学効果を有するLiNbO3 あるいはLi
TaO3 基板上に形成された光導波路、前記光導波路
上に形成された絶縁体バッファ層、前記光導波路近傍の
前記バッファ層上に形成された電極からなる導波路型の
光制御デバイスの製造方法において、前記光導波路を有
する基板上に半導体膜を堆積させたのち、酸化等により
前記半導体膜を絶縁体膜に変化させてバッファ層を形成
することを特徴とする光制御デバイスの製造方法。また
前記電極上に導電性膜を有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical control device, an optical waveguide formed on a LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate having an electro-optical effect, a buffer layer formed on at least the optical waveguide, In the method of manufacturing a waveguide-type light control device including an electrode formed on the buffer layer near the optical waveguide, a metal film or a semiconductor film is formed on the substrate so that the thickness is larger than other regions on the optical waveguide. After the formation, a buffer layer is formed by changing the metal film or the semiconductor film into an insulator film by oxidation or the like while leaving a part on the optical waveguide. The light control device of the present invention further comprises a LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate having an electro-optical effect, an optical waveguide formed on the substrate, an insulating buffer layer formed at least on the optical waveguide, In a waveguide type light control device including an electrode formed on the buffer layer in the vicinity, a metal film or a semiconductor film is provided only on the surface where the optical waveguide is formed between the optical waveguide and the buffer layer. It is characterized by the following. Further, the light control device of the present invention has LiNbO 3 having an electro-optical effect.
Alternatively, it comprises a LiTaO 3 substrate, a plurality of optical waveguides formed on the substrate, at least an insulating buffer layer formed on the optical waveguide, and an electrode formed on the buffer layer near the optical waveguide. In the optical control device of the waveguide type, the buffer layer is separated for each optical waveguide, and has a metal film or a semiconductor film only on the surface where the optical waveguide between the optical waveguide and the buffer layer is formed. And Further, the method for manufacturing the light control device includes LiNbO 3 or LiNb having an electro-optical effect.
A method for manufacturing a waveguide-type light control device, comprising: an optical waveguide formed on a TaO 3 substrate; an insulating buffer layer formed on the optical waveguide; and an electrode formed on the buffer layer near the optical waveguide. 3. The method for manufacturing an optical control device according to claim 1, wherein a buffer layer is formed by depositing a semiconductor film on the substrate having the optical waveguide and then changing the semiconductor film to an insulator film by oxidation or the like. Further, a conductive film is provided on the electrode.

【0012】[0012]

【作用】本発明の光制御デバイスの製造方法に於いて
は、まず、図1(a)のようにバッファ層の代用とし
て、導波路を含む基板1上に金属膜もしくは、半導体膜
3を堆積する。この、金属もしくは半導体膜は熱酸化等
のプロセスにおいて、基板からの不純物イオンの拡散を
防止する。またバッファ層の代用があるので、このバッ
ファ層を制御することで、基板の誘電率を変化させ、高
帯域光デバイス等のインピーダンス整合や低電圧化を図
ることができる。
In the method of manufacturing a light control device according to the present invention, first, as shown in FIG. 1A, a metal film or a semiconductor film 3 is deposited on a substrate 1 including a waveguide as a substitute for a buffer layer. I do. The metal or semiconductor film prevents diffusion of impurity ions from the substrate in a process such as thermal oxidation. In addition, since there is a substitute for the buffer layer, by controlling this buffer layer, the dielectric constant of the substrate can be changed, and impedance matching and low voltage of a high-bandwidth optical device can be achieved.

【0013】[0013]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1(a)〜(d)は本発明の一実施例に係わる光
制御デバイスの製造方法の工程を示す断面図であり、図
2と同等部分は同一符号により示されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. 1A to 1D are cross-sectional views showing steps of a method for manufacturing a light control device according to one embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0014】図1(a)は、電気光学効果を有するLi
NbO3 あるいはLiTaO3 基板1に形成された2本
の光導波路2a、2bからなる方向性結合器型光スイッ
チの製造方法において、2本の光導波路2a、2bを含
む基板1上に半導体または金属膜3を装荷した状態の断
面図である。この半導体または金属膜3として使用する
材料としてはイオン伝導率が低く、かつ酸化等のプロセ
スにより、高抵抗絶縁体膜へ変化が可能なSi、Ti、
Ni、Cu、V、Co、Zn等熱酸化等によって絶縁体
に変化し、膜の誘電率が制御できる材料が有効である。
本発明による製造方法では、先ず図1(b)に示すよう
に、導波路上以外の半導体または金属膜3を予めエッチ
ングしておき、その後酸素雰囲気中での熱処理によっ
て、半導体または金属膜3を深さ方向に高抵抗絶縁体膜
5に変化させる。この時の変化量は、エッチングにより
現れた金属膜3の表面から基板1の表面までの金属膜部
分が全て高抵抗絶縁体膜に変化した時の変化量と等しく
なり、金属膜3が図1(c)に示されているように高抵
抗絶縁体膜5により金属膜3a、3bと分割されること
が望ましい。最後に、図1(d)のように電極6a、6
bを設けた後、帯電防止膜である導電性膜7を形成す
る。
FIG. 1A shows Li having an electro-optical effect.
In a method of manufacturing a directional coupler type optical switch including two optical waveguides 2a and 2b formed on an NbO 3 or LiTaO 3 substrate 1, a semiconductor or metal is formed on a substrate 1 including two optical waveguides 2a and 2b. FIG. 4 is a cross-sectional view in a state where a membrane 3 is loaded. The material used for the semiconductor or metal film 3 is Si, Ti, which has a low ionic conductivity and can be changed to a high-resistance insulator film by a process such as oxidation.
It is effective to use a material such as Ni, Cu, V, Co, Zn, which changes into an insulator by thermal oxidation or the like and can control the dielectric constant of the film.
In the manufacturing method according to the present invention, first, as shown in FIG. 1B, the semiconductor or metal film 3 other than on the waveguide is etched in advance, and then the semiconductor or metal film 3 is heat-treated in an oxygen atmosphere. The film is changed to the high-resistance insulator film 5 in the depth direction. The amount of change at this time is equal to the amount of change when the entire metal film portion from the surface of the metal film 3 appearing by etching to the surface of the substrate 1 is changed to a high-resistance insulator film. As shown in (c), it is desirable that the high resistance insulator film 5 separates the metal films 3a and 3b from each other. Finally, as shown in FIG.
After providing b, a conductive film 7 which is an antistatic film is formed.

【0015】以上のような製造方法による光制御デバイ
スは、図1(d)に示すように、光導波路2a、2b上
に金属膜3a、3bと高抵抗誘電体膜5を介して装荷さ
れた電極6a、6bにより電圧を印加した場合でも金属
膜3a、3bにより基板1からバッファ層へのLiイオ
ンの外拡散を防いでいたため、高抵抗誘電体膜5中への
Liイオンの侵入を防ぎ、イオンの移動による反電界は
発生しない。従ってDCドリフトの発生しない長期に渡
って安定な動作が可能な光制御デバイスを得ることがで
きる。
As shown in FIG. 1D, the optical control device according to the manufacturing method described above is loaded on the optical waveguides 2a and 2b via the metal films 3a and 3b and the high-resistance dielectric film 5. Even when a voltage is applied by the electrodes 6a and 6b, the metal films 3a and 3b prevent the outward diffusion of Li ions from the substrate 1 to the buffer layer, thereby preventing the penetration of Li ions into the high-resistance dielectric film 5. No anti-electric field is generated by the movement of ions. Therefore, it is possible to obtain an optical control device capable of performing a stable operation for a long period without DC drift.

【0016】また、他の実施例を図3に示した。図1
(d)と異なる点は、高抵抗誘電体膜5を分離している
ことである。図1(d)では、基板1から電極に向かう
不純物イオンの拡散を防止しているが、高抵抗誘電体膜
5のなかで引き起こされるイオン移動に関してはなにも
対策がない。図3の実施例は、高抵抗誘電体膜を5a、
5bのようにエッチングプロセスで分離する。これによ
り、高抵抗誘電体膜中でイオン移動が抑圧でき、デバイ
スの信頼性を一層向上させることができる。
FIG. 3 shows another embodiment. FIG.
The difference from (d) is that the high-resistance dielectric film 5 is separated. In FIG. 1D, diffusion of impurity ions from the substrate 1 toward the electrode is prevented, but there is no measure against ion migration caused in the high-resistance dielectric film 5. In the embodiment of FIG. 3, the high-resistance dielectric film is 5a,
It is separated by an etching process as shown in FIG. Thereby, ion migration in the high-resistance dielectric film can be suppressed, and the reliability of the device can be further improved.

【0017】さらに、不純物イオンの拡散よりも、伝搬
光の損失が問題となる場合においては図4の実施例のよ
うに半導体または金属膜を酸化等のプロセスによって、
全て高抵抗絶縁体膜に変えることで適用可能である。
Further, when the propagation light loss is more problematic than the diffusion of impurity ions, the semiconductor or metal film is oxidized by a process such as oxidation as shown in the embodiment of FIG.
It can be applied by changing all of them to high-resistance insulator films.

【0018】以上のプロセスは、熱拡散の導波路デバイ
スにおいては、方向性結合器型、マッハツェンダ型、交
差導波路を用いた全反射型等の全ての光制御デバイスに
有効である。
The above process is effective for all light control devices such as a directional coupler type, a Mach-Zehnder type, and a total reflection type using a cross waveguide in a thermal diffusion waveguide device.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明の光制御デバ
イスの製造方法によると、高抵抗誘電体膜と基板との間
に金属膜を挿入することで、基板からバッファ層への不
純物イオンの混入防止が可能なため、高抵抗誘電体膜中
で不純物イオンの移動、分極によって引き起こされるD
Cドリフトが発生せず、常に安定な動作の光制御デバイ
スが得られるという効果がある。さらに、このバッファ
層によって、インピーダンス整合等のデバイス整合等の
デバイス設計が容易となり、デバイスの低電圧化を図る
ことができる。
As described above, according to the optical control device manufacturing method of the present invention, by inserting a metal film between the high-resistance dielectric film and the substrate, the impurity ions can be transferred from the substrate to the buffer layer. Since the contamination can be prevented, the migration and polarization of impurity ions in the high-resistance dielectric film cause D.
There is an effect that a light control device with stable operation can be obtained without C drift. Further, the buffer layer facilitates device design such as device matching such as impedance matching, and lowers the voltage of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)〜(d)は、本発明に係わる一実施例の
光制御デバイスの製造工程を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a light control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の光制御デバイスの最終形態の断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a final form of a conventional light control device.

【図3】本発明の他の実施例の光制御デバイスの最終形
態の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a final form of a light control device according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに他の実施例の光制御デバイスの
最終形態の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a final form of a light control device according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 LiNbO3 あるいはLiTaO3 基板 2a、2b 光導波路 3、3a、3b 金属膜 4 バッファ層 5 高抵抗絶縁体膜 6a、6b 電極 7 導電性膜1 LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate 2a, 2b optical waveguide 3, 3a, 3b metal film 4 buffer layer 5 high resistance insulation film 6a, 6b electrodes 7 conductive film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 直樹 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−20508(JP,A) 特開 平7−64126(JP,A) 特開 昭60−86529(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Naoki Kitamura 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (56) References JP-A-7-20508 (JP, A) JP-A-7 -64126 (JP, A) JP-A-60-86529 (JP, A)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電気光学効果を有するLiNbO3
るいはLiTaO3基板に形成された光導波路、少なく
とも前記光導波路上に形成されたバッファ層、前記光導
波路近傍の前記バッファ層上に形成された電極からなる
導波路型の光制御デバイスの製造方法において、光導波
路上で他の領域よりも厚くなるように前記基板上に金属
膜又は半導体膜を形成したのち、酸化等により前記金属
膜又は半導体膜を前記光導波路上の一部を残して絶縁体
膜に変化させてバッファ層を形成することを特徴とする
光制御デバイスの製造方法。
An optical waveguide formed on a LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate having an electro-optic effect, at least a buffer layer formed on the optical waveguide, and an electrode formed on the buffer layer near the optical waveguide. In the method for manufacturing a waveguide-type light control device, after forming a metal film or a semiconductor film on the substrate so as to be thicker than other regions on the optical waveguide, the metal film or the semiconductor film is oxidized or the like. A method for manufacturing a light control device, comprising forming a buffer layer by changing a part of the optical waveguide into an insulator film while leaving a part on the optical waveguide.
【請求項2】 電気光学効果を有するLiNbO3
るいはLiTaO3基板と、前記基板に形成された光導
波路と、少なくとも前記光導波路上に形成された絶縁体
バッファ層と、前記光導波路近傍の前記バッファ層上に
形成された電極とからなる導波路型の光制御デバイスに
おいて、前記光導波路と前記バッファ層の間の光導波路
が形成された表面上のみに金属膜又は半導体膜を有する
ことを特徴とする光制御デバイス。
2. A LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, an insulator buffer layer formed at least on the optical waveguide, and the buffer near the optical waveguide. In a waveguide-type light control device including electrodes formed on a layer, a metal film or a semiconductor film is provided only on the surface where the optical waveguide between the optical waveguide and the buffer layer is formed. Light control device.
【請求項3】 電気光学効果を有するLiNbO3
るいはLiTaO3基板と、前記基板に形成された複数
の光導波路と、少なくとも前記光導波路上に形成された
絶縁体バッファ層と、前記光導波路近傍の前記バッファ
層上に形成された電極とからなる導波路型の光制御デバ
イスにおいて、前記バッファ層は光導波路ごとに分離さ
れ、前記光導波路と前記バッファ層の間の光導波路が形
成された表面上のみに金属膜又は半導体膜を有すること
を特徴とする光制御デバイス。
3. A LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate having an electro-optic effect, a plurality of optical waveguides formed on the substrate, an insulator buffer layer formed at least on the optical waveguide, In a waveguide-type light control device including an electrode formed on the buffer layer, the buffer layer is separated for each optical waveguide, and on a surface on which the optical waveguide is formed between the optical waveguide and the buffer layer. An optical control device comprising a metal film or a semiconductor film only in the light control device.
【請求項4】 電気光学効果を有するLiNbO3
るいはLiTaO3基板上に形成された光導波路、前記
光導波路上に形成されたバッファ層、前記光導波路近傍
の前記バッファ層上に形成された電極からなる導波路型
の光制御デバイスの製造方法において、前記光導波路を
有する基板上に半導体膜を堆積させたのち、酸化等によ
り前記半導体膜を絶縁体膜に変化させてバッファ層を形
成することを特徴とする光制御デバイスの製造方法。
4. The electro-optical effect LiNbO 3 or LiTaO 3 optical waveguide formed on a substrate having a, the optical waveguide on the formed buffer layer, from electrode formed on the buffer layer of the optical waveguide near In the method for manufacturing a waveguide-type light control device, a semiconductor film is deposited on a substrate having the optical waveguide, and then the buffer layer is formed by changing the semiconductor film to an insulator film by oxidation or the like. A method for manufacturing a light control device.
【請求項5】 前記電極上に導電性膜を有することを特
徴とする請求項2記載の光制御デバイス。
5. A light control device according to claim 2, wherein a conductive film on the electrode.
【請求項6】 前記電極上に導電性膜を形成することを
特徴とする請求項1記載の光制御デバイスの製造方法。
6. The method for producing a light control device according to claim 1, wherein the forming a conductive layer on the electrode.
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